ISOLANTE DES CABLES

nétemdnation par le pont de 'Wheatstoiie. — La méthode la plus simple pour mesurer la résistance de l'enveloppe isolante des câbles, comme, du reste, celle de tous les conducteurs possibles, est la méthode dite du pont de Wheatstone, dont nous avons exposé le principe page 448.

Comme la condactibilité relatiTe de la matière isoluiU; des câbles dépend beaucoup de l'action du liquide qui peut la pénétrer pins ou moins, tout en réagissant comme l'annure infinencée d'un condensateur, on doit toujonrs metnrer ce genre de résistance, noD-seulement après que le câble a été immergé dans tin vaste récipient rempli d'eau, mais encore après qn'il a été soumis à une pretsioa «ulSianta pour que la matière soit aussi pénétrée que possible par le liquide. Nom Terrons, à l'article des câbles sons-marins, les '' appareils employés pour cette opé-

ration. Quant & la manière d'effectuer cette mestire Ou moyen du pont I de Wheatstone, elle est facile h comprendre : US des bouts du câble est isolé, l'autre bout est mis en contact avec rextrémlté D, tîg. SU, du fil du galvanomètre, et comme le liquide ainsi que le récipient qui contient le cable est on communication avec lu terre, celui-ci représente par le fait le cdté d du losange AUCD, et il suffit de développer en BC une résistance suffisante pour réduire à léro la déviation galvaaométrique ponr obtenir l'etpressiou de la résistance cherchée, qui est donnée par la proportion ;

On peut, toutefois, lire directement et sans calculs, cette résistance . sur la balance elle-même, en prenant pour résistance constante du côté b, celle d'un megohm, et en constituant la résistance du côté a avec des bobines de résistance disposées, dans chaque expérience, de manière il présenter le même nombre d'ohms qu'il y a de knots dans la longueur dn câble. Dans ce cas, en supposant que la longueur du câble soit / knots,

la proportion -^=:-^ devient -~- = -^, et on en tirée =; W.U résistance c que l'on observe^ représente donc la résistance de la couverture isolante du câble multipliée par sa longueur en knot«| ou son isolation par knot en megohmsi

Cette méthode, nous (levons le dire toutefois, n'est pas Irès-rigoureUse en talson des diffél-ences de température que présentent les différentes parties dn système ■, cependant, pour les épreuves périodiques d'un ci-

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ble immergé dont la résistance totale de Tisolation ne dépasse pas un megohm, elle est suffisante. Dans ce cas, les yaleui's de a et de i sont constantes, et la résistance de Tisolation par knot est déduite directement de Tobservation de c.

L'erreur qui peut provenir de la température inconnue des différents fils conducteurs peut, du reste, être éliminée au moyen de la disposition suivante : les côtés c et (/ du losange ABCD sont constitués par 4 résistance différentes : deux de ces résistances R et R', dont l'une R' est celle qu'il s'agit de mesurer, sont placées, Tune R au point D du losange, l'autre R' à l'extrémité du svstëme mis en communication avec la terre ; les deux autres résistances ^, /' sont constituées par deux fils égaux de même longueur, de même diamètre et de même résistance, enveloppées ensemble dans une même gaine isolante et communiquant avec les résistances R, R' d'une manière inverse, de façon à compléter les deux côtés c et fl[ du losange. Ces deux côtés, sauf la résistance variable R qai doit mesurer R', sont placés en dehors du cabinet des expérience:*, et le reste de la combinaison voltaîque dtms laquelle les résistances a et b sont rendues égales, est maintenue à l'intérieur de ce cabinet. Dans ces conditions, quand l'équilibre est établi, R' -f /' -= R + / et comme l = l\ puisque ces deux fils subissent ensemble les mêmes influences de la température, on a ft = R'.

Généralement, la mesure des cables sous-marins, pour des raisons dont nous avons déjà parlé page 101 et sur lesquelles nous reviendrons plus tard, est faite d'une manière double, c'est-à-dire avec des courants positifs et des courants négatifs. Or, il arrive le plus souvent, que les résistances fournies par ces deux systèmes de mesures ne concordent pas. Dans €• cm^ ki vénMito résistance est, d'sprtf M* Sdiwendler) donnée paf la forarak :

bf (a+ b) (W' + W") + 6« (aW + ÎW W" + aW") '^ — flA (W' + W") + 2o/- (a + 6) + 2o»*. *

dans laquelle lei qttifttiiée a et ^ représentent lee deux braitdi«B fixes du losange, W la résietanee d^tenninée avec lei eouratits poiitifi» W celle résultant dee eouranti négatifi (du côté de a et de A) et /lar&ifetance de

la pilci

En pratique, dn peut négliger /*, et la résistance demandée devient i

i*iO TEciirioLooii; électrique.

Si W et W" ne sont pas très-différents, cette expressioii se réduit à :

Si E est lit force élcctro- motrice de Iti pile et e ctlle d'un seul de ses

pôles, on a :

te=E (W- - W-)

=^ (W + W") b + 2/- (o;+ i) + -iab'

. W + W" + 2a ■ Pour cslimer la vruic résistance quauù la balaucc ne peut arriver à zéro, parce que les bobines étalons qui constituent la résistance variable du rhéostat ne fournissent pas un type exactement convenable, on note les déviations n et a' déterminées avec les deux bobines qui s'en rapprochent le glus, et la véritable résistance est égale à celle de la plus petite bobine augmentée de la quantité :

o -|- a DéterminatloD par la déviation galvanométrique. —

Soit X (fig. 83) la résistance inconnue du câble, G la résistauce du galvanomètre, r la résistance de chaque élément de la batterie, n le nombre d'.éléments, E la force électro-motrice de chaque élément et r la déviation

du galvanomètre.

Fig. 83.

Fig. I

On plongera d'abord comme précédemment, le câble dans un bassiu rempli d'eau, en ayant soin de laisser isolé le bout opposé à celui qui sera relié îi la pile, par l'intermédiaire du galvanomètre, et l'autre pôle de la

TECHNOLOGiE ÉLECTRIQUE. 481

pile sera en communication avec la terre aussi bien qu'avec le liquide : on aura alors:

nE

on éloignera alors le cable du galvanomètre, et on le remplacera par une résistance connue R (fig. 84). Après avoir réuni les deux extrémitésdu ni du galvanomètre par une dérivation 5, et avoir réduit la pile à un seul élément, on aura une nouvelle déviation du galvanomètre Y qui conduira, d'après ce que Ton a vu précédemment, k Téquation :

et si on divise Tune par l'autre ces deux équations, on obtient pour valeur de jr :

Comme la résistance de la pile peut être négligée devant la résistance X, qui est toujours considérable, on obtient en définitive :

et si la longueur du c&ble est l yards, la résistance par knot (i) sera :

Avec une boussole des sinus, ces deux équations deviennent :

„ sin H^» / . . G \ ar = R -. — - n ( 1 + ~ );

sin ?** \ s J

l sinT<* / G \

^k = ^ R ^. — T ^ ( 1 + - ) ohms. (62)

^ 2029 sin ?» \ * s / ^ ^

Le moyen le plus commode d'employer ce système de mesure est doprcu-

dre la dérivation s égale à r^ de la résistance galvanométrique. La résis-

tance R devra être alors égale à iOOOO ohms, ou pour plus d'exactitude 10000 ohms, moins la résistance d'un simple élément, et celle de la dérivation.

(Ij Lo knot vaut 2029 vards.

La résistunce de tout le cùblc est &lors :

ic = — n meghoms et sa résistance parknot.

DétennînatioD par la méthode du galvanomètre dilFérentîel de Siemena. — Le galvaoomôtro a deux multiplicateurs séparés a et 6 (fig. 85), dont les effets magné ticjues sur l'aiguille sont inégaux et de sens contraire :

Soit r = résistance de a et de la batterie B ; r' = résistance de 6 et de la batterie B' ; E = forée électro-motrice de U batterie B ; E' = force électro-motrice de la batterie B' ; K =^ une résistance variable introduite dans le circuit b ; X = la résistance inconnue da càblc. Od introduit dans le circuit correspondant à 6 la résistance R et la batterie B', puis dans le circuit correspondant à a, la batterie B, ainsi que le câble immergé x ayaut une de ses extrémités isolées ; cette batterie B, ainsi que le liquide qui baigne le c&ble, communiquent d'aillcnrs avec la terre.

FIg. 8B. FIg. 86.

On commence par développer la résistance R jusqu'à ce que l'aiguille du galvanomètre différentiel reste stationnaire à zéro, puis on enlève le cftble, et une résistance connue W (Sg. 86) est interposée à sa place; les bouta des moltipticaieuTS a et à sontrénnis ensemble, d'an eôté p&r na fil court, de l'autre par les deux fils R et W, et les points de liaison sont eux-mêmes reliés aux deux pôles d'un simple élément de pile B,. Dans ces conditions, on fait varier la résistance R jusqu'à ce que l'aiguille dn

TECHNOLOGIE ÉLKGTHIQUE. 483

galvanomètre revienne à xéro ; alors la résistance du eâble apour expression, en négligeant r devant x :

W4-r £ ^ = RT^r Eî" ^^ + ""^ ^*'"''- (^^)

En effet, de la première expérience, on tire:

de la seconde :

et ces deux équations divisées Tune par l'autre, conduisent à la valeur de X qui précède*

Si on modifie la sensibilité du multiplicateur a correspondant au câble en réunissant ses deux bouts par une dérivation 5, la valeur de x devient :

et les proportions :

donnent la relation entre les effets opposés des multiplicateurs a et 6 sur Taiguille, quand des courants égaux les traversent, m étant celui du multiplicateur a et m' celui du multiplicateur 6,

Détennliuitioa de rtsolatioa de» cAbles par la perte de chargée, d'après Siemens. — Soit C, la charge d'un câble notée au moment où elle a acquis son maximum de tension, soit c cette même charge après ( minutes, c'ealràrdire, avec sa tension réduite, et F^ la capacité électro-statique du câble en microfarads : la résistance de Tisola" teur Rt après i minutes aura, comme on Ta vu p. 475, pour expression :

^'^^^'QS(lo8C~logc)°'^°''°^- Mais quand la charge C tombe à moitié de sa valeur primitive, et que c

devient au bout du temps C égal à •^, cette expression se réduit à :

R = p-j^ ou à R = 86,56 irmegohms. (64)

iSA TECHNOLOGIE ÉLECTRIQUE.

La résistance (après une minute) déterminée par cette formule, correspond à celle que Ton obtient par le système de mesure directe, quand on a soin de charger le câble 10 secondes avant de noter la valeur de la charge C, et de l'isoler 10 secondes avant d'observer la chute c de cette charge.

Pour déduire à l'aide de cette méthode, qui est la plus usuelle^ la valeur numérique de la résistance d'une longueur donnée de câble, il est plus exact de mesurer directement la capacité électro-statique F de celui-ci que de la calculer en partant d'un fragment de cette longueur et de sa capacité moyenne.

Avec un câble dont l'enveloppe isolante est très-résistante et dont les pertes sont très-minimes, il faut empbyer une grande précision dans l'appréciation de la réduction de la charge. Le moyen suivant, proposé par le docteur Esselbach, paraît le plus simple:

1^ Préparez l'expérience dans les conditions ordinaires pour prendre

l'isolation. ^^ Prenez la charge immédiate à travers le galvanomètre muni de sa

dérivation s en fermant le courant pendant au moins 10 secondes : alors laissez le câble isolé avec sa charge pendant une minute et même plus. Pendant ce temps, s'il est nécessaire, augmentez la résistance de la dérivation s.

3^ Après une ou plusieurs minutes, rechargez le câble en fermant de nouveau le courant : la déviation de Vaiguille du galvanomètre ireprésentera la quantité d'électricité nécessaire pour restituer au câble sa- charge primitive, et elle est précisément égale à celle qui a été perdue pendant le temps que le câble est resté isolé.

M. Latimer Clark, dans son formulaire électrique, donne une table au moyen de laquelle on peut calculer de la manière la plus facile, la résistance de l'isolement d'une longueur donnée de câble quand on connaît le

rapport — ou de combien pour cent est la perte de charge de ce câble c *

après un temps déterminé. 11 faut seulement savoir qu'elle est la valeur en

microfarads de la capacité spécifique du diélectrique.

Le calcul se borne alors à multiplier le nombre correspondant dans

la table à la perte constatée pendant la durée de l'isolement du câble

(estimée en minutes) et de diviser le tout par la capacité spécifique.

rV. DÉTERMINATION DE LA CAPACITÉ ÉLECTRO-STATIQUE